SILNIK NAPDZANY ENERGI STAAYCH MAGNES脫W
Jorma Hyypia
Artyku艂 ten ukaza艂 si臋 pierwotnie w wiosennym wydaniu nie ukazuj膮cego si臋 ju偶
pisma Science & Mechanics (Nauka i mechanika) z. 1980 roku. Przedrukowujemy go
w nadziei, 偶e to urz膮dzenie zainspiruje nowe pokolenie wynalazc贸w do w艂asnych
poszukiwa艅. Z naszych ustale艅 wynika, 偶e konstruktor tego silnika, Howard Johnson,
otrzyma艂 na niego patent w roku 1979 oraz kolejny zwi膮zany z nim w roku 1993.
Duncan M. Roads
Nie udzielamy patent贸w na maszyny typu perpetum mobile oznajmili eksperci
ameryka艅skiego urz臋du patentowego.
To nie b臋dzie dzia艂a艂o, poniewa偶 przeczy zasadzie zachowania energii twierdzili
kolejno jeden po drugim fizycy.
Wynalazca Howard Johnson nie jest jednak cz艂owiekiem, kt贸rego mo偶na by 艂atwo
zniech臋ci膰 takimi z pozoru autorytatywnymi opiniami. Dzisiaj jest posiadaczem
patentu USA nr 4151431, kt贸ry opisuje spos贸b generowania si艂y motorycznej, jak膮
uzyskuje si臋 w silniku konwencjonalnym, wykorzystuj膮c do tego energi臋 zawart膮 w
atomach sta艂ych magnes贸w. Tak, tak! Johnson odkry艂 spos贸b budowy silnika, kt贸ry
pracuje bez dostarczania mu z zewn膮trz energii elektrycznej ani jakiejkolwiek innej!
Ogromne znaczenie tego wynalazku jest wr臋cz oczywiste, zw艂aszcza w obliczu
alarmuj膮cego, narastaj膮cego kryzysu energetycznego. Johnson nie usi艂uje jednak
lansowa膰 swojego dzie艂a jako ko艅cowego i ostatecznego rozwi膮zania wszelkich
problem贸w zwi膮zanych z brakiem energii. Ma przed sob膮 wa偶niejsze zadania do
wykonania. Po pierwsze, istnieje potrzeba udoskonalenia jego prototyp贸w
laboratoryjnych i przekszta艂cenie ich w urz膮dzenia robocze dzia艂aj膮ce niezawodnie w
praktycznych zastosowaniach, a zw艂aszcza udoskonalenie generatora pr膮du
elektrycznego o mocy 5 kilowat贸w znajduj膮cego si臋 ju偶 w budynku, w kt贸rym
prowadzi swoje badania. Drugim i by膰 mo偶e trudniejszym do wykonania zadaniem
jest przekonanie grona sceptyk贸w, 偶e jego pomys艂y dadz膮 si臋 praktycznie
zastosowa膰.
Johnson, kt贸ry od dziesi膮tk贸w lat zmaga si臋 ze sceptykami, potrafi by膰 bardzo
przekonywaj膮cy przy bezpo艣rednim spotkaniu, poniewa偶 ma do zaoferowania wi臋cej
ni偶 tylko teorie jest w stanie zademonstrowa膰 dzia艂aj膮ce modele, kt贸re bez cienia
w膮tpliwo艣ci generuj膮 si艂臋 motoryczn膮 wykorzystuj膮c do tego wy艂膮cznie sta艂e
magnesy.
Kiedy redaktor pisma Science & Mechanics wys艂a艂 mnie w tysi膮cmilow膮 (1600 km)
podr贸偶 do Blacksburga w stanie Wirginia w celu spotkania si臋 z tym wynalazc膮,
jecha艂em tam jako sceptyk z otwartym umys艂em", by艂y naukowiec z zaci臋ciem
badawczym, kt贸ry nie mia艂 zamiaru da膰 si臋 nabra膰. W ci膮gu dw贸ch dni ze sceptyka
sta艂em si臋 wierz膮cym". Oto, jak do tego dosz艂o.
WYKONANIE CZEGO艢 NIE DO POMY艢LENIA
Howard Johnson nie traktuje praw" nauki jako 艣wi臋to艣ci. Zmaganie si臋 z czym艣, co
jest nie do pomy艣lenia dla innych, jest jego drug膮 natur膮. Je艣li jakie艣 prawo staje mu
na przeszkodzie, bez respektu dla niego stara si臋 je obej艣膰, aby zobaczy膰, co jest po
jego drugiej stronie. Uporczywy op贸r, jaki spotyka go ze strony 艣rodowiska
naukowego, t艂umaczy nast臋puj膮co:
Fizyka jest nauk膮 o mierzeniu, za艣 fizycy s膮 szczeg贸lnie uczuleni na zasad臋
zachowania energii. Z tego wzgl臋du staj膮 si臋 s臋dziami, kt贸rzy pouczaj膮 nas, kt贸rych
praw gry nie wolno nam 艂ama膰, przy czym nie maj膮 zielonego poj臋cia, o jak膮 gr臋
chodzi. Tak si臋 boj膮, 偶e ja i moi wsp贸艂pracownicy pogwa艂cimy kt贸re艣 z tych praw, 偶e
robi膮 wszystko co mo偶liwe, aby poucina膰 nam za to g艂owy!
Howard Johnson
Krytycy twierdz膮, 偶e Johnson oferuje rozwi膮zanie problem贸w energetycznych w
rodzaju bezp艂atnego lunchu"1 i upieraj膮 si臋, 偶e co艣 takiego w og贸le nie mo偶e istnie膰.
Johnson protestuje, nieustannie przypominaj膮c, 偶e nigdy nie sugerowa艂, i偶 jego
wynalazek dostarcza czegokolwiek w zamian za nic. Podkre艣la fakt, 偶e nikt nigdy nie
wspomina o bezp艂atnym lunchu", kiedy jest mowa o wyzwalaniu olbrzymich ilo艣ci
energii przy pomocy reaktor贸w j膮drowych i bomb atomowych. Uwa偶a, 偶e zasada
dzia艂ania jego wynalazku wykazuje du偶e podobie艅stwo do tego procesu.
Johnson jest pierwszym, kt贸ry przyznaje, 偶e nie ma poj臋cia, sk膮d pochodzi energia,
kt贸r膮 wykorzystuje. S膮dzi jednak, 偶e to mo偶e by膰 energia zwi膮zana z wirowaniem
elektron贸w (ich spinem) by膰 mo偶e w postaci nie znanych na razie cz膮steczek".
Jak inni fizycy reaguj膮 na sugesti臋 Johnsona, 偶e mo偶e istnie膰 cz膮steczka atomowa
zupe艂nie nie zauwa偶ona przez fizyk贸w nuklearnych? Johnson powiada:
S膮dz臋, 偶e uczciwie b臋dzie, je艣li powiem, 偶e wi臋kszo艣膰 z nich jest wr臋cz oburzona.
Z drugiej strony kilku nawr贸conych naukowc贸w, w tym zwi膮zanych z wielkimi,
szeroko znanymi laboratoriami naukowymi, zosta艂o do tego stopnia zaintrygowanych
tym wynalazkiem, 偶e przyznaj膮, i偶 musi istnie膰 jakie艣 wyja艣nienie tego zjawiska, i 偶e
mo偶e nim by膰 jaka艣 cz膮steczka" lub dotychczas nie znana w艂asno艣膰 struktury
atomowej.
Artyku艂 ten opatrzony zosta艂 wst臋pem opisuj膮cym w skr贸cie kontrowersje dotycz膮ce j
ego wynalazku i aby by膰 uczciwym wobec niego, przyjrzyjmy si臋 jego twierdzeniom z
otwartym umys艂em, nawet je艣li b臋dzie to oznacza艂o chwilowe od艂o偶enia na bok
dostojnej zasady oficjalnej nauki przynajmniej do czasu, a偶 ta sprawa zostanie w
pe艂ni wyja艣niona. G艂贸wne pytanie, na kt贸re postaramy si臋 tu odpowiedzie膰, brzmi:
Czy silnik Johnsona na sta艂y magnes dzia艂a?
Zanim przyst膮pimy do poznania odpowiedzi na to pytanie, musimy wpierw
odpowiedzie膰 sobie na inne, dr膮偶膮ce niew膮tpliwie wszystkich pytanie: Czy Johnson
jest rzetelnym badaczem, czy te偶 mo偶e tylko zwariowanym wynalazc膮 w rodzaju
gara偶owego majsterklepki"? Przedstawiona poni偶ej kr贸tka charakterystyka jego
osoby nie pozostawia cienia w膮tpliwo艣ci, 偶e mamy tu do czynienia z kompetentn膮 i
wiarygodn膮 osob膮.
Po siedmiu latach studi贸w w college'u i na uniwersytecie Johnson pracowa艂 przy
projektach zwi膮zanych z energi膮 atomow膮 w Oak Ridge, prowadzi艂 badania z
zakresu magnetyzmu rzecz firmy Burroughs oraz pe艂ni艂 funkcj臋 naukowego
konsultanta w zak艂adach Lukens Steel. Partycypowa艂 w rozwoju medycznych
przyrz膮d贸w elektrycznych, z urz膮dzeniami do wykonywania iniekcji w艂膮cznie.
Skonstruowa艂 dla wojska ceramiczny t艂umik, kt贸ry zapewnia ca艂kowite wyciszenia
ma艂ego generatora na odleg艂o艣膰 50 st贸p (15 m). T艂umik ten jest produkowany od
osiemnastu lat. Jego wk艂ad w rozw贸j przemys艂u silnikowego to: hamulec histerezyjny,
nie powoduj膮ce blokowania materia艂y hamulcowe do zastosowa艅
przeciwpo艣lizgowych, nowa metoda regeneracji wyk艂adzin hamulcowych oraz
metoda rozpuszczania w艂贸kien azbestowych. Pracowa艂 r贸wnie偶 nad wyciszaniem
ma艂ych silnik贸w oraz nadprzewodnikami. Udoskonali艂
dziewi臋膰dziesi臋ciodwubiegunowy, bezszczotkowy generator, kt贸ry zosta艂
zastosowany w ko艂ach Lincoln贸w jako kontroler po艣lizgu. To ostatnie urz膮dzenie
zredukowa艂o koszt wcze艣niejszego urz膮dzenia przez zastosowanie plastyk贸w
zbrojonych metalem w rotorze i stojanie. Og贸lnie m贸wi膮c, Johnson jest
wsp贸艂w艂a艣cicielem oko艂o 30 patent贸w z dziedziny chemii i fizyki.
NAUKOWIEC TYPU SZNURKIEM WIZANE"
Mimo tych robi膮cych wra偶enie osi膮gni臋膰 naukowych, ten uprzejmy i
niepretensjonalny wynalazca lubi okre艣la膰 siebie jako naukowiec typu sznurkiem
wi膮zane". Nie widzi on sensu w marnowaniu czasu na budowanie wymy艣lnej
aparatury, gdy znacznie prostsze urz膮dzenie s艂u偶y r贸wnie dobrze przy testowaniu
nowych pomys艂贸w. Prototypowe urz膮dzenia przedstawione na fotografiach
za艂膮czonych do tego artyku艂u zosta艂y prowizorycznie posklejane ta艣m膮 klej膮c膮 i foli膮
aluminiow膮, ten ostatni materia艂 zosta艂 u偶yty g艂贸wnie do zamocowania pojedynczych
sta艂ych magnes贸w, aby nie rozlecia艂y si臋 na boki.
My艣l臋, 偶e najlepszym sposobem opisania tych trzech gad偶et贸w b臋dzie
przedstawienie moich w艂asnych wra偶e艅 odniesionych w czasie prezentacji ich
dzia艂ania. W ten spos贸b b臋d臋 m贸g艂 przedstawi膰 nie tylko to, co m贸wi o tym ich
tw贸rca, ale r贸wnie偶 to, czego dozna艂em w czasie w艂asnych eksperyment贸w z nimi.
Pr贸buj膮c wyja艣ni膰, jak to wszystko dzia艂a, b臋dziemy musieli polega膰 jednak na tym,
co m贸wi o tym ich tw贸rca.
Pierwsze urz膮dzenie sk艂ada si臋 z kilkunastu owini臋tych w foli臋 magnes贸w, u艂o偶onych
w szeroki 艂uk. Ka偶dy z magnes贸w jest lekko podgi臋ty z obu ko艅c贸w na kszta艂t
sp艂aszczonej litery U, aby poprawi膰 koncentracj臋 pola magnetycznego w miejscu,
gdzie zachodzi tego potrzeba. Krzywizna ca艂ego zestawu magnes贸w nie ma
szczeg贸lnego znaczenia, z wyj膮tkiem tego, 偶e uwidacznia, i偶 odleg艂o艣膰 mi臋dzy
magnesami stojana i poruszaj膮cym si臋 pojazdem jest ma艂o istotna. Przezroczysta
plastykowa p艂yta znajduj膮ca si臋 u g贸ry tego zestawu magnes贸w podtrzymuje odcinek
plastykowych szyn kolejowych. Pojazd zbudowany jest na kszta艂t wagonu
towarowego platformy kolejowej, na kt贸rej spoczywa para wygi臋tych magnes贸w
oraz swego rodzaj obci膮偶nik, kt贸rego rol臋 spe艂nia niekiedy zwyk艂y kamie艅. Obci膮偶nik
jest potrzebny do utrzymania wagonu na torze i stanowi przeciwwag臋 dla pot臋偶nych
si艂 magnetycznych usi艂uj膮cych zepchn膮膰 wagon na bok. I to w zasadzie wszystko, co
mo偶na powiedzie膰 na temat budowy tego modelu silnika liniowego".
By艂em przygotowany na to, 偶e nadwer臋偶臋 sobie wzroku usi艂uj膮c dostrzec oznaki
jakiegokolwiek ruchu pojazdu. Ale jak si臋 okaza艂o, niepotrzebnie si臋 martwi艂em. W
momencie, w kt贸rym wynalazca ostro偶nie opu艣ci艂 pojazd na jeden z ko艅c贸w szyn,
pojazd z miejsca przyspieszy艂 i dos艂ownie 艣mign膮艂 na ich drugi koniec spadaj膮c na
pod艂og臋! No, no!" pomy艣la艂em sobie.
Postanowi艂em sam przeprowadzi膰 to do艣wiadczenie. W chwili gdy umieszcza艂em
pojazd na szynach, wyczu艂em oddzia艂ywanie pot臋偶nych si艂 magnetycznych. Bardzo
delikatnie ustawi艂em go na pocz膮tku tor贸w, uwa偶aj膮c, aby nie pchn膮膰 go przy tym do
przodu. Gdy go pu艣ci艂em, ponownie 艣mign膮艂 i znalaz艂 si臋 na pod艂odze na drugim
ko艅cu szyn. Wiedz膮c, 偶e b臋d臋 pytany, czy tory nie by艂y pochylone, zmieni艂em
kierunek ruchu puszczaj膮c pojazd z drugiego ko艅ca toru. Wszystko przebieg艂o tak
samo. Tak naprawd臋 pojazd mo偶e przemieszcza膰 si臋 r贸wnie偶 pod g贸r臋, nawet przy
znacznym nachyleniu. W 艣wietle tych test贸w, bior膮c pod uwag臋 znacz膮 pr臋dko艣膰
pojazdu, nale偶y stwierdzi膰, 偶e nie mo偶e tu by膰 mowy o jakimkolwiek zwyczajnym
efekcie ubocznym lub brzegowym".
Na przedstawionym ni偶ej zdj臋ciu uchwycony zosta艂 moment, w kt贸rym pojazd by艂
mniej wi臋cej w po艂owie drogi. Zdj臋cie to wykonano z wykorzystaniem flesza. Nie ma
mo偶liwo艣ci, aby m贸g艂 on tkwi膰 nieruchomo w tym miejscu, chyba 偶e w jaki艣 spos贸b
uda艂oby si臋 go przytwierdzi膰 do torowiska.
Drugie urz膮dzenie sk艂ada si臋 z magnes贸w w kszta艂cie litery U ustawionych w dosy膰
luznym porz膮dku na kszta艂t angielskiego megalitu Stonehenge. Urz膮dzenie
umieszczone jest na przezroczystej plastykowej p艂ycie przymocowanej do p艂yty ze
sklejki przytwierdzonej od spodu do swobodnie obracaj膮cego si臋 ko艂a wykonanego z
deski do je偶d偶enia (skateboardu). Zgodnie z udzielon膮 mi instrukcj膮 zbli偶y艂em
o艣miouncjowy (0,23 kg) magnes ogniskuj膮cy do pier艣cienia wi臋kszych magnes贸w,
utrzymuj膮c go w odleg艂o艣ci co najmniej 4 cali (10 cm) od niego. Czterdziestofuntowy
(18,14 kg) zestaw magnes贸w z miejsca zacz膮艂 si臋 obraca膰 i w rezultacie rozp臋dzi艂
si臋 do du偶ej pr臋dko艣ci, kt贸r膮 utrzymywa艂 tak d艂ugo, jak d艂ugo ogniskuj膮cy magnes by艂
trzymany w polu magnetycznym. Kiedy zmieni艂em kierunek biegun贸w magnesu
ogniskuj膮cego, ca艂o艣膰 ruszy艂a w przeciwn膮 stron臋.
Ca艂y ten zestaw to do艣膰 prymitywny model silnika, niemniej dowodzi on, 偶e jest
mo偶liwe zbudowanie silnika nap臋dzanego wy艂膮cznie przez sta艂e magnesy.
Trzecie urz膮dzenie wygl膮da jak ko艣ci prehistorycznego morskiego stworzenia i
sk艂ada si臋 z tunelu wykonanego z elastycznego materia艂u magnetycznego, kt贸ry
mo偶na 艂atwo wygina膰 nadaj膮c mu kszta艂t pier艣cieni. Jest to jeden z modeli
demonstracyjnych, kt贸re Johnson zabra艂 do ameryka艅skiego urz臋du patentowego w
czasie zabieg贸w zmierzaj膮cych do uzyskania patentu. Zazwyczaj rzecznicy
patentowi po艣wi臋caj膮 petentowi nie wi臋cej ni偶 kilka minut, jednak z urz膮dzeniem
Johnsona bawili si臋 prawie godzin臋.
Przepychania Johnsona z urz臋dem patentowym trwa艂y oko艂o sze艣ciu lat, zanim
uzyska艂 patent. W ko艅cu pogratulowano mu ostatecznego zwyci臋stwa nad
biurokracj膮 patentow膮 oraz pomys艂owo艣ci. Tym, co najbardziej go zdumia艂o, by艂o
w艂膮czenie do opisu patentowego diagramu, kt贸ry nie ma z nim nic wsp贸lnego.
Osoby, kt贸re b臋d膮 chcia艂y zapozna膰 si臋 z tym patentem, informuj臋, 偶e nie powinny
zwraca膰 uwagi na ferrytowy" wykres umieszczony na pierwszej stronie, bowiem
dotyczy on zupe艂nie innego patentu!
Tunelowe urz膮dzenie pracowa艂o bez zarzutu, kiedy sk艂ada艂em wizyt臋 w biurze
wynalazcy. Johnson zauwa偶y艂, 偶e gumowe magnesy s膮 oko艂o tysi膮ca razy s艂absze
od kobaltowo-samarowych zastosowanych w pozosta艂ych modelach. Z silnymi
magnesami zwi膮zany jest jeden powa偶ny problem s膮 zbyt drogie. Wed艂ug
wynalazcy magnesy u偶yte do wiruj膮cego urz膮dzenia przypominaj膮cego wygl膮dem
Stonehenge kosztuj膮 ponad tysi膮c dolar贸w. Nie ma jednak potrzeby liczy膰 na
obni偶enie ich ceny w wyniku wdro偶enia ich masowej produkcji, jako ze Johnson i U.S
Magnets and Alloy Co. (firma produkuj膮ca magnesy i stopy) s膮 w trakcie
opracowywania znacznie ta艅szego i sprawuj膮cego si臋 r贸wnie dobrze alternatywnego
materia艂u magnetycznego
JAK TO DZIAAA?
Rysunek, na kt贸rym pokazano 艂ukowaty magnes rotora w trzech kolejnych pozycjach
nad lini膮 sta艂ych magnes贸w stojana, przedstawia uproszczone teoretyczne
wyja艣nienie dotycz膮ce generowania si艂y lokomocyjnej przy pomocy sta艂ych
magnes贸w. Johnson twierdzi, ze wygi臋te magnesy rotora o ostrych kraw臋dziach s膮
bardzo istotne, poniewa偶 skupiaj膮 i koncentruj膮 energi臋 magnetyczn膮 znaczne lepiej
ni偶 magnesy o t臋pych zako艅czeniach. Aukowate magnesy s膮 troch臋 d艂u偶sze od
艂膮cznej d艂ugo艣ci dw贸ch magnes贸w stojana i przestrzeni mi臋dzy nimi -w zestawie
Johnsona wynosi to 3 11/8 cala (79,4 mm).
Nale偶y zauwa偶y膰, ze wszystkie magnesy stojana s膮 zwr贸cone biegunami
p贸艂nocnymi ku g贸rze i spoczywaj膮 na p艂ycie o wysokiej przenikliwo艣ci magnetycznej,
kt贸ra pomaga w koncentracji p贸l si艂owych. Z do艣wiadcze艅 wynika, ze najlepsz膮
odleg艂o艣ci膮 mi臋dzy magnesami rotora i magnesami stojana jest 3/8 cala (9,5 mm).
Kiedy p贸艂nocny biegun rotora przechodzi nad pomocnym biegunem stojana jest
odpychany, a kiedy przesuwa si臋 nad przestrzeni膮 mi臋dzy magnesami stojana, jest
przyci膮gany. Dok艂adnie co艣 przeciwnego dzieje si臋 z po艂udniowym biegunem rotora.
Jest przyci膮gany, kiedy przesuwa si臋 nad p贸艂nocnym biegunem magnesu stojana i
odpychany, kiedy przesuwa si臋 nad przestrzeni膮 mi臋dzy magnesami
Uk艂ad r贸偶nych si艂 magnetycznych bior膮cych udzia艂 w ca艂ym procesie jest niezmiernie
skomplikowany. Przedstawiony rysunek uwidacznia niekt贸re podstawowe zale偶no艣ci
Linie ci膮g艂e reprezentuj膮 si艂y przyci膮gaj膮ce, linie kreskowane si艂y odpychaj膮ce, za艣
linie podw贸jne obu rodzaj贸w si艂y dominuj膮ce.
Jak to wida膰 na g贸rnym rysunku, wiod膮cy (N) biegun rotora jest odpychany przez
p贸艂nocne bieguny obu s膮siednich magnes贸w, lecz w przypadku przedstawionej na
rysunku pozycji magnesu rotora, te dwie si艂y odpychaj膮ce (kt贸re dzia艂aj膮 przeciwko
sobie) nie s膮 sobie r贸wne. Silniejsza z obu si艂 (kreskowana linia podw贸jna)
prze艂amuje drug膮 i powoduje ruch rotora w lewo. Ten ruch w lewo zostaje
wzmocniony poprzez si艂臋 przyci膮gana mi臋dzy p贸艂nocnym biegunem rotora i
po艂udniowym stojana w dolnej cz臋艣ci przerwy pomi臋dzy magnesami stojana.
Ale to nie wszystko! Przyjrzyjmy si臋, co si臋 w tym czasie dzieje po drugiej
po艂udniowej (S) stronie magnesu rotora. D艂ugo艣膰 tego magnesu (oko艂o 3 11/8 cala)
jest dobrana odpowiednio do d艂ugo艣ci par magnes贸w stojana w艂膮cznie z przerw膮
mi臋dzy nimi, tak aby i w tym przypadku si艂y przyci膮gania i odpychania pchn臋艂y
magnes rotora w lewo. W tym przypadku biegun po艂udniowy rotora jest przyci膮gany
przez pomocne powierzchnie s膮siednich magnes贸w stojana, lecz z powodu
krytycznych wymiar贸w rotora bardziej przez magnes (podw贸jna linia ci膮g艂a) kt贸ry
usi艂uje poci膮gn膮膰" rotor w lewo. Przezwyci臋偶a on s艂absze dzia艂anie ci膮gn膮cego" w
prawo magnesu stojana. W tym przypadku, podobnie jak poprzednio, dodaje si臋
po偶膮dane, odpychaj膮ce dzia艂anie si艂y mi臋dzy po艂udniowym biegunem rotora i
po艂udniowym biegunem przestrzeni mi臋dzy magnesami stojana.
Niezwykle istotne w tym uk艂adzie jest w艂a艣ciwe zwymiarowame magnesu rotora.
Gdyby by艂 on za d艂ugi lub za kr贸tki, mog艂oby to doprowadzi膰 do niepo偶膮danego stanu
r贸wnowagi, kt贸ry uniemo偶liwi艂by jakikolwiek ruch. Celem jest zoptymalizowanie
wszystkich uk艂ad贸w si艂 tak, aby uzyska膰 warunki jak najbardziej odbiegaj膮ce od stanu
r贸wnowagi, lecz zawsze w tym samym kierunku, kiedy magnes rotora przesuwa si臋
nad rz臋dem magnes贸w stojana. Je艣li rotor obr贸cimy o 180 stopni i wystartujemy z
przeciwnego ko艅ca szlaku, ca艂o艣膰 b臋dzie zachowywa艂a si臋 identycznie jak
poprzednio, z tym, ze tym razem ruch b臋dzie odbywa艂 si臋 z lewa na prawo Nale偶y
r贸wnie偶 zauwa偶y膰, ze kiedy ju偶 rotor znajdzie si臋 w ruchu zyskuje bezw艂adno艣膰
(moment bezw艂adno艣ci), kt贸ra pomaga w utrzymaniu rotora w ruchu przenosz膮c go
kolejno w sfer臋 wp艂yw贸w nast臋pnej pary magnes贸w, gdzie uzyskuje kolejne
pchni臋cie" i poci膮gni臋cie" oraz dodatkowy moment.
Schemat silnika Johnsona.
ZAO呕ONE SIAY
Niew膮tpliwie w tym pozornie prostym systemie magnetycznym dzia艂aj膮 bardzo
skomplikowane uk艂ady si艂, lecz w chwili obecnej nie jest mo偶liwe zbudowanie
matematycznego modelu obrazuj膮cego to, co w mm rzeczywi艣cie zachodzi. Tym
niemniej komputerowa analiza ca艂ego systemu przeprowadzona przez profesora
Williama Harrisona i jego wsp贸艂pracownik贸w z Wirginskiego Instytutu
Politechnicznego w Blacksburgu dostarcza bardzo pomocnej informacji w zakresie
optymalizacji tych z艂o偶onych si艂, tak aby uzyska膰 najbardziej wydajny uk艂ad.
Jak podkre艣la profesor Harrison, opr贸cz oczywistych oddzia艂ywa艅 mi臋dzy dwoma
biegunami magnesu rotora i magnesami stojana w gr臋 mo偶e wchodzi膰 jeszcze wiele
innych zale偶no艣ci. Magnesy stojana oddzia艂uj膮 na siebie nawzajem oraz na p艂yt臋
podtrzymuj膮c膮. Odleg艂o艣ci mi臋dzy mmi i ich moc zmieniaj膮 si臋 mimo stara艅
producent贸w maj膮cych na celu wyeliminowanie tego zjawiska. W pracuj膮cym modelu
wyst臋puj膮 niemo偶liwe do unikni臋cia r贸偶nice w odleg艂o艣ciach poziomych i pionowych
szczelin powietrznych. Wszystkie te wzajemnie na siebie oddzia艂ywaj 膮ce czynniki
wewn臋trzne musz膮 by膰 zoptymalizowane i dlatego na tym etapie ulepsze艅 tak wa偶na
jest komputerowa analiza. Jest to swego rodzaju system informacyjny dzia艂aj膮cy na
zasadzie sprz臋偶enia zwrotnego. Wraz z fizycznymi zmianami konstrukcyjnymi
dokonywane s膮 dynamiczne pomiary w celu sprawdzenia, czy osi膮gni臋to zamierzony
efekt Uzyskane dane komputerowe s膮 wykorzystywane nast臋pnie do wprowadzania
kolejnych modyfikacji w eksperymentalnym modelu. I tak dalej
Uzyskane eksperymentalnie dane przedstawione w poni偶szej tabeli i na wykresie
wyraznie pokazuj膮, ze na obu ko艅cach rotora powstaj膮 zupe艂nie inne warunki
magnetyczne. Aby otrzyma膰 te dane, eksperymentatorzy przeprowadzili najpierw
badanie instrumentem umo偶liwiaj膮cym pomiar nat臋偶e艅 pola magnetycznego nad
magnesami stojana oraz w przestrzeniach mi臋dzymagnesowych. Nazwijmy ten
pomiar pomiarem na poziomie Zero", mimo i偶 mi臋dzy ko艅c贸wk膮 urz膮dzenia
pomiarowego i magnesami stojana pozostaje bardzo ma艂a szczelina Pomiary te
pokazuj膮, co ka偶dy z biegun贸w magnes贸w rotora widzi" poni偶ej, przesuwaj膮c si臋
nad wierzcho艂kami magnes贸w stojana.
Zerowa" przestrze艅 powietrzna Przestrze艅 powietrzna 3/8 cala
po艂udniowy biegun rotora nad: po艂udniowy biegun rotora nad:
przestrzenie magnesy stojana przestrzenie magnesy stojana
(odpychanie) (przyci膮ganie) (odpychanie) (przyci膮ganie)
925 1650 950 1250
675 2200 550 1175
600 2200 650 1150
500 2175 650 1150
375 2325 800 1150
300 2275 600 1175
525 2150 750 1150
600 2275 700 1200
450 1800 800 1100
550 1700 850 1150
575 1825 650 975
400 2050 850 1250
475 2150 675 1350
razem: 6950 razem: 26775 razem: 9475 razem: 15225
og贸lnie razem: 33725 gaus贸w og贸lnie razem: 24700 gaus贸w
r贸偶nica: 9025 gaus贸w
Zerowa" przestrze艅 powietrzna Przestrze艅 powietrzna 3/8 cala
p贸艂nocny biegun rotora nad: p贸艂nocny biegun rotora nad:
przestrzenie magnesy stojana przestrzenie magnesy stojana
(odpychanie) (przyci膮ganie) (odpychanie) (przyci膮ganie)
750 1600 875 1100
700 1450 950 1450
850 1500 950 1400
1175 1600 925 1375
950 1400 925 1350
900 1400 950 1450
950 1575 925 1350
800 1350 925 1350
1050 1550 1000 1350
1000 950 925 1100
850 1700 875 1250
800 1900 775 1275
550 1400 600 1300
razem: 11325 razem: 19375 razem: 11800 razem: 17100
og贸lnie razem: 30700 gaus贸w og贸lnie razem: 28700 gaus贸w
r贸偶nica: 2000 gaus贸w
Nast臋pnie ko艅c贸wka pomiarowa zostaje umieszczona tuz nad jednym z biegun贸w
rotora w g贸rnej cz臋艣ci maj膮cej grubo艣膰 3/8 cala (9,5 mm) szczeliny powietrznej
istniej膮ce] mi臋dzy rotorem i stojanem i wykonana zostaje seria kolejnych pomiar贸w
nat臋偶enia strumienia magnetycznego Nast臋pnie takiego samego pomiaru dokonuje
si臋 umieszczaj膮c ko艅c贸wk臋 pomiarow膮 nad kolejnym biegunem rotora
Instynkt" podpowiada nam, i zreszt膮 s艂usznie, ze nat臋偶enia pola magnetycznego u
g贸ry i u do艂u szczeliny powietrznej b臋d膮 si臋 od siebie r贸偶ni艂y. Ale je艣li instynkt"
b臋dzie podpowiada艂 nam, ze te r贸偶nice s膮 mniej wi臋cej takie same w dw贸ch r贸偶nych
pozycjach bieguna rotora, to oka偶e si臋, ze wprowadza nas on w b艂膮d.
Przyjrzyjmy si臋 najpierw dw贸m tabelom, kt贸re zawieraj膮 wyniki pomiar贸w g臋sto艣ci
strumienia magnetycznego. Prosz臋 zauwa偶y膰, ze w tym konkretnym eksperymencie
og贸lna g臋sto艣膰 strumienia magnetycznego wynios艂a 30700 gausow2, kiedy
urz膮dzenie pomiarowe by艂o umieszczone na poziomie Zero" nad p贸艂nocnym
biegunem magnesu, a kiedy umieszczono je u g贸ry szczeliny powietrznej o grubo艣ci
3/8 cala og贸lna g臋sto艣膰 strumienia magnetycznego wynios艂a 28700 gaus贸w R贸偶nica
w nat臋偶eniach wynios艂a wi臋c 2000 gaus贸w
Podobne pomiary wykonane w szczelinie powietrznej mi臋dzy biegunem po艂udniowym
rotora i magnesami stojana da艂y odpowiednio nast臋puj膮ce wyniki 33725 124 700
gaus贸w. W tym przypadku r贸偶nica jest znacznie wi臋ksza i wynosi 9025 gaus贸w, czyli
cztery i p贸艂 ra偶膮 wi臋cej ni偶 w przypadku bieguna p贸艂nocnego! Wida膰 wi臋c wyraznie,
ze stany si艂 magnetycznych na obu ko艅cach magnesu rotora znacznie r贸偶ni膮 si臋 od
siebie
W celu graficznego przedstawienia tych r贸偶nic pi臋膰 艣rodkowych par liczb z ka偶dej
tabeli zosta艂o przedstawionych w postaci wykresu Na g贸rnym, dotycz膮cym bieguna
po艂udniowego, wykresie linie przerywane 艂膮cz膮 odczyty z poziomu Zero" wykonane
nad magnesami stojana i u g贸ry szczelin powietrznych Punkty po艂膮czone lini膮 ci膮g艂膮
reprezentuj膮 analogiczne odczyty dokonane tuz nad biegunem po艂udniowym rotora.
Jak 艂atwo zauwa偶y膰, mi臋dzy magnesami stojana i rotora zachodzi
czterdziestotrzyprocentowy spadek si艂y przyci膮gania spowodowany szczelin膮
powietrzn膮. Jednocze艣nie, co by膰 mo偶e nie a偶 tak oczywiste, wyst臋puje
trzydziestosze艣cioprocentowy przyrost si艂y odpychania, kiedy po艂udniowy biegun
rotora przechodzi nad przestrzeniami mi臋dzy magnesami stojana.
Drugi wykres pokazuje, ze zmiany s膮 znacznie mniej wyraziste przy p贸艂nocnym
biegunie rotora. W tym przypadku nast臋puje spadek wynosz膮cy 艣rednio 11,7
procenta si艂y przyci膮gania nad przestrzeniami mi臋dzy magnesami i wynosz膮cy 2,5
procenta przyrost si艂y odpychania, kiedy p贸艂nocny biegun rotora przechodzi nad
magnesami stojana.
Przygl膮daj膮c si臋 danym nale偶y zwr贸ci膰 uwag臋 na oznakowanie kolumn. W
przypadku wynik贸w z bieguna p贸艂nocnego magnesy stojana odpychaj膮 p贸艂nocny
biegun rotora natomiast przestrzenie pomi臋dzy nimi przyci膮gaj膮 go. Zupe艂nie
odwrotnie jest natomiast w przypadku bieguna po艂udniowego magnesu rotora. Kiedy
przesuwa si臋 on nad p贸艂nocnym biegunem magnesu stojana, wyst臋puje silne
przyci膮ganie, a kiedy przesuwa si臋 nad szczelin膮, nast臋puje odpychanie.
OSTATECZNA POSTA膯 SILNIKA
Silnik skonstruowany w oparciu o odkrycie Johnsona by艂by niesamowicie prosty w
por贸wnaniu z silnikami konwencjonalnymi. Jak pokazuj膮 wykresy sporz膮dzone na
podstawie opisu patentowego, stojan (podstawa silnika) sk艂ada si臋 z pier艣cienia
magnes贸w po艂膮czonych materia艂em o wysokiej przenikliwo艣ci magnetycznej. Trzy
艂ukowate magnesy tworz膮 rotor, kt贸ry jest wyposa偶ony w pas transmisyjny. Rotor jest
osadzony na wa艂ku zamocowanym w 艂o偶yskach kulkowych, kt贸ry jest wkr臋cany lub
wsuwany do stojana. Regulacja pr臋dko艣ci oraz zatrzymywanie i uruchamianie silnika
odbywa si臋 przez wsuwanie i wysuwanie rotora do i ze stojana.
W prostym modelu prototypowym wyczuwa si臋 pewne pulsacje, kt贸re mog艂yby
okaza膰 si臋 niepo偶膮dane w silniku maj膮cym praktyczne zastosowanie. Mo偶na je
jednak wyt艂umi膰 i wyg艂adzi膰" ruch, jak uwa偶a wynalazca, poprzez zastosowanie
dw贸ch lub wi臋cej naprzemiennie u艂o偶onych magnes贸w rotora.
PERSPEKTYWY
Na wynalazc臋 Howarda Johnsona i jego zr贸d艂o mocy w postaci silnika na magnesy
sta艂e czyha mn贸stwo przeciwno艣ci, niemniej wynalazek ten czeka 艣wietlana
przysz艂o艣膰. Maj膮cy moc 5 kilowat贸w generator pr膮du nap臋dzany silnikiem na sta艂e
magnesy jest ju偶 w fazie realizacji, za艣 Johnson w chwili pisania tego artyku艂u (1980)
jest posiadaczem um贸w licencyjnych zawartych z co najmniej czterema
przedsi臋biorstwami.
Czy w najbli偶szej przysz艂o艣ci zobaczymy samochody z silnikami na sta艂e magnesy?
Johnson nie chce mie膰 nic wsp贸lnego z Detroit3. Powiada, ze: To zbyt emocjonalne
wdeptano by nas w ziemi臋!" Wynalazca z r贸wn膮 niech臋ci膮 odnosi si臋 do
przewidywa艅 odnosz膮cych si臋 do innych zastosowa艅, poniewa偶 chce spokojnie
usprawnia膰 sw贸j wynalazek oraz uzyska膰 naukowe uznanie, a przynajmniej
doprowadzi膰 do tego, z臋by jego nieortodoksyjne pogl膮dy by艂y traktowane z wi臋ksz膮
otwarto艣ci膮.
Johnson utrzymuje na przyk艂ad, ze si艂y magnetyzmu w sta艂ym magnesie reprezentuj膮
zjawisko nadprzewodnictwa o charakterze pokrewnym do tego, jakie wyst臋puje w
nadprzewodnikach w ekstremalnie niskich temperaturach. Twierdzi on, ze magnes
jest nadprzewodnikiem dzia艂aj膮cym w temperaturze pokojowej, poniewa偶 nie ustaje
w nim przep艂yw elektron贸w, i ze te b臋d膮ce w ruchu elektrony mo偶na zmusi膰 do
pracy. Tym, kt贸rzy lekcewa偶膮 b膮dz neguj膮 fakt, ze sta艂e magnesy wykonuj膮 prac臋,
Johnson proponuje przeprowadzenie nast臋puj膮cego do艣wiadczenia:
Wezcie magnes i podnie艣cie przy jego pomocy kawa艂ek 偶elaza. Niekt贸rzy fizycy
powiedz膮, ze me zosta艂a wykonana 偶adna praca, poniewa偶 zastosowali艣my magnes.
Ale przecie偶 dokonali艣my przesuni臋cia masy na pewn膮 odleg艂o艣膰, prawda? Jak
wiadomo, wymaga to energii. Mo偶na r贸wnie偶 podtrzymywa膰 niesko艅czenie d艂ugo w
powietrzu jeden magnes nad drugim, umieszczaj膮c je tak, aby zwr贸cone by艂y do
siebie tymi samymi biegunami. Fizycy z pewno艣ci膮 orzekliby, ze to nie jest praca,
poniewa偶 dotyczy odpychania magnetycznego, czyli kr贸tko m贸wi膮c, w tym
przypadku me jest wykonywana 偶adna praca. Je艣li jednak ten sam magnes
podtrzymamy w powietrzu przy pomocy na przyk艂ad wydmuchiwanego do g贸ry
strumienia powietrza, wszyscy stwierdz膮 zgodnym ch贸rem, ze w tym przypadku
praca zosta艂a wykonana!
Johnson nie ma najmniejszych w膮tpliwo艣ci, ze uda艂o mu si臋 wyekstrahowa膰 z
atom贸w sta艂ego magnesu u偶yteczn膮 energi臋. Czy oznacza to jednak, ze elektrony
posiadaj膮 spin i co za tym idzie, zwi膮zane z tym zjawiska, kt贸re jego zdaniem
odpowiadaj膮 za dostarczanie zu偶ytkowywanej przeze艅 energii, zostan膮 w
ostatecznej konsekwencji wykorzystane jako zr贸d艂o nap臋du? Johnson nie twierdzi,
ze zna odpowiedz na to pytanie.
To nie ja nada艂em spin elektronom, nie wiem r贸wnie偶, jak go zastopowa膰. A mo偶e
kto艣 z was wie? Mog膮 si臋 kiedy艣 w ko艅cu zatrzyma膰, lecz to me m贸j problem.
Zanim uda mu si臋 osi膮gn膮膰 ostateczn膮, ulepszon膮 wersj臋 silnika, Johnson ma
jeszcze do rozwi膮zania wiele problem贸w. Najwi臋ksz膮 jednak stoj膮c膮 przed nim
przeszkod膮 mo偶e okaza膰 si臋 trudno艣膰 uzyskania akceptacji niezmiernie dra偶liwej
spo艂eczno艣ci naukowc贸w, spo艣r贸d kt贸rej wielu fizyk贸w poczuwa si臋 do obowi膮zku
obrony zasady zachowania energii, nie zastanawiaj膮c si臋 nawet, czy to prawo"
rzeczywi艣cie wymaga obrony.
Dylemat stoj膮cy przed Johnsonem me jest w rzeczywisto艣ci jego dylematem, ale
naukowc贸w, kt贸rzy ogl膮dali jego prototypy. Urz膮dzenia te bez w膮tpienia wykonuj膮
prac臋, mimo i偶 podr臋czniki twierdz膮, ze me powinny. Johnson chce jedynie
powiedzie膰 spo艂eczno艣ci naukowc贸w, co nast臋puje: oto zjawisko, kt贸re nie jest
zgodne z dotychczas obowi膮zuj膮cymi pogl膮dami. Nie odrzucajmy go jak
znajduj膮cego si臋 poza prawem wyrzutka. Dajmy sobie czas na zrozumienie
dzia艂aj膮cych tu z艂o偶onych si艂.
Przypisy:
1. Wed艂ug Amerykan贸w tylko durnie i naiwni wierz膮, ze mo偶na si臋
za艂apa膰 na bezp艂atny lunch zasadniczo jest to co艣 z pogranicza
mistyki; Przyp. t艂um.
2. Jednostka nat臋偶enia pola magnetycznego.
3. Miasto uwa偶ane za samochodow膮 stolic臋 艣wiata. Przyp. t艂um.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
SILNIK NAP臉DZANY ENERGI膭 STA艁YCH MAGNES脫WBedini John Silnik Napedzany Energia ProzniSILNIK ELEKTRYCZNYB PRADU STALEGO Z MAGNESEM TRWALYMProjekt silnika z magnesami trwalymi v9Darmowa energia silnikiSilnik Johna Bediniego na臋dzany energi膮 pr贸偶niBEZRDZENIOWY SILNIK TARCZOWY Z MAGNESAMIHilton Barry Jak Napedzac Samochod Energia Punktu Zerowegoref8 Sterowanie zasilaniem silnika bezszczotkowego w nap臋dzie 艂odzi motorowejPRZETWORNICE CZESTOTLIWOSCI DO NAPEDU SILNIK脫W Z MAGNESAMI TRWA艁YMIBadanie uk艂adu nap臋dowego z silnikiem bezszczotkowym z magnesami trwa艂ymiEnergia wewn臋trzna sta艂ych produkt贸w wybuchuJak nap臋dza膰 samoch贸d energi膮 PUNKTU ZEROWEGOwi臋cej podobnych podstron